JPS63119210A - 非晶質磁性膜および磁気ヘツド - Google Patents
非晶質磁性膜および磁気ヘツドInfo
- Publication number
- JPS63119210A JPS63119210A JP26372186A JP26372186A JPS63119210A JP S63119210 A JPS63119210 A JP S63119210A JP 26372186 A JP26372186 A JP 26372186A JP 26372186 A JP26372186 A JP 26372186A JP S63119210 A JPS63119210 A JP S63119210A
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- Japan
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- film
- amorphous
- magnetic
- metal base
- alloy
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高密度磁気記録に適する磁気ヘッド磁極に用
いる磁性膜に係り、特に高飽和磁束密度高結晶化温度、
低磁歪定数の特性を有する非晶質残性膜およびそれを用
いた磁気ヘッドに関する。
いる磁性膜に係り、特に高飽和磁束密度高結晶化温度、
低磁歪定数の特性を有する非晶質残性膜およびそれを用
いた磁気ヘッドに関する。
磁気記録の高密度化、高性能化の進展は近年著しく、V
TRの分野では、記録密度向上のために高保磁力テープ
が使用されるようになり、これに信号を十分に記録再生
するために高飽和磁束密度で高性能の磁性材料を用いた
磁気ヘッドの要求が高まっている。また、計算機ディス
ク用などに用いられる薄膜ヘッドにおいては、記録の高
密度化に伴って、分解能を向上するために磁極を薄膜化
する必要があり、薄い磁極先端では磁気飽和が起こりや
すく、なるために高飽和磁束密度の磁性膜を用いた薄膜
磁気ヘッドが必要となっている。さらに近年研究が盛ん
になりつつある垂直磁気記録用単磁極型ヘッドにおいて
も記録密度向上のためには主磁極厚みを極端に薄くする
必要があるため、上述と同様に磁極先端で磁気飽和が起
こりやすく、これを解決するために高飽和磁束密度で高
性能の磁性膜を用いた垂直磁気記録用単磁極型ヘッドが
必要となっている。
TRの分野では、記録密度向上のために高保磁力テープ
が使用されるようになり、これに信号を十分に記録再生
するために高飽和磁束密度で高性能の磁性材料を用いた
磁気ヘッドの要求が高まっている。また、計算機ディス
ク用などに用いられる薄膜ヘッドにおいては、記録の高
密度化に伴って、分解能を向上するために磁極を薄膜化
する必要があり、薄い磁極先端では磁気飽和が起こりや
すく、なるために高飽和磁束密度の磁性膜を用いた薄膜
磁気ヘッドが必要となっている。さらに近年研究が盛ん
になりつつある垂直磁気記録用単磁極型ヘッドにおいて
も記録密度向上のためには主磁極厚みを極端に薄くする
必要があるため、上述と同様に磁極先端で磁気飽和が起
こりやすく、これを解決するために高飽和磁束密度で高
性能の磁性膜を用いた垂直磁気記録用単磁極型ヘッドが
必要となっている。
これらの磁気ヘッド用の磁性膜として、従来主にN i
−F e系合金膜(パーマロイ膜)が用いられてきた
が、近年高飽和磁束密度で高性能の磁性膜として非晶質
合金スパッタ膜が開発されつつある。この中でも特にZ
rから成る非晶質合金はガラス化元素がB、Si、○、
Pなどのメタロイド元素からなる非晶質合金に比較して
、耐熱性、耐食性に優れており、磁気ヘッド用磁性膜と
して優れた特性を有している。Zr系非晶質合金は具体
的にはMaT+、 Z r Cの組成式で表わされる。
−F e系合金膜(パーマロイ膜)が用いられてきた
が、近年高飽和磁束密度で高性能の磁性膜として非晶質
合金スパッタ膜が開発されつつある。この中でも特にZ
rから成る非晶質合金はガラス化元素がB、Si、○、
Pなどのメタロイド元素からなる非晶質合金に比較して
、耐熱性、耐食性に優れており、磁気ヘッド用磁性膜と
して優れた特性を有している。Zr系非晶質合金は具体
的にはMaT+、 Z r Cの組成式で表わされる。
ここでMは磁気モーメントを有するCo、Fe、Niな
との少くとも一種であり、TはMおよびZr以外の遷移
金属元素である。このようなガラス化元素が主にZr以
外の遷移金属元素である。このようなガラス化元素が主
にZrから成る非晶質合金については特開昭55−13
8049号明細書ならびに特開昭56−84439号明
細書等に述べられている。
との少くとも一種であり、TはMおよびZr以外の遷移
金属元素である。このようなガラス化元素が主にZr以
外の遷移金属元素である。このようなガラス化元素が主
にZrから成る非晶質合金については特開昭55−13
8049号明細書ならびに特開昭56−84439号明
細書等に述べられている。
これらのZr系非晶質合金の中でもMがCoから成るC
o −Z r系非晶質合金は、飽和磁束密度が高く、
優れた磁性材料である。しかし、この非晶質合金の磁歪
定数は、2〜4X10 Bと比較的大きな値を示すため
、添加元素Tとして、非晶質合金の磁歪定数に負の寄与
を与えるV、Nb。
o −Z r系非晶質合金は、飽和磁束密度が高く、
優れた磁性材料である。しかし、この非晶質合金の磁歪
定数は、2〜4X10 Bと比較的大きな値を示すため
、添加元素Tとして、非晶質合金の磁歪定数に負の寄与
を与えるV、Nb。
T a + Cr t M o + Wなどの元素を用
いることにより磁歪定数がほぼ零の非晶質合金が得られ
る。
いることにより磁歪定数がほぼ零の非晶質合金が得られ
る。
ところが、これらの元素は、Zrに比べて非晶質形成能
が小さいため、Co −Z r系非晶質合金のZrと置
換していくと、結晶化温度が下がり、熱的安定性が低下
する。また、結晶化非晶質化境界が低Co濃度に移動し
、非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度が減少する
という問題点があった。
が小さいため、Co −Z r系非晶質合金のZrと置
換していくと、結晶化温度が下がり、熱的安定性が低下
する。また、結晶化非晶質化境界が低Co濃度に移動し
、非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度が減少する
という問題点があった。
本発明の目的は、かかる問題を解決し、高い飽和磁束密
度を有し、熱的安定性にすぐれ、磁歪定数がほぼ零の非
晶質合金膜およびそれを用いた磁気ヘッドを得ることに
ある。
度を有し、熱的安定性にすぐれ、磁歪定数がほぼ零の非
晶質合金膜およびそれを用いた磁気ヘッドを得ることに
ある。
上記目的は、第1図に示すようにCo系非晶質合金膜3
と基板1との間に金属下地膜2を設けることにより達成
される。金属下地膜2としては、Zr、Ta、W、Nb
、Moのいずれか一種の単金属、または二種以上の合金
からなることが望ましい。また、化学式がCoaZ r
bTc (T= Z r tTa、W、Nb、Mo・
・・)で与えられる非晶質膜では、化学安定性の点から
、金属下地膜は、C。
と基板1との間に金属下地膜2を設けることにより達成
される。金属下地膜2としては、Zr、Ta、W、Nb
、Moのいずれか一種の単金属、または二種以上の合金
からなることが望ましい。また、化学式がCoaZ r
bTc (T= Z r tTa、W、Nb、Mo・
・・)で与えられる非晶質膜では、化学安定性の点から
、金属下地膜は、C。
系非晶質合金のCo以外の添加元素のうち少なくとも一
種の単金属、または二種以上の合金から構成されている
ことが望ましい。その中で最も望ましいのは、Co系合
金の非晶質形成能が最も高いZrである。
種の単金属、または二種以上の合金から構成されている
ことが望ましい。その中で最も望ましいのは、Co系合
金の非晶質形成能が最も高いZrである。
金属下地膜2の膜厚は、30Å以上であれば良い。しか
し金属下地膜2は非磁性であるため、金属下地膜の膜厚
を厚くすると、磁性膜3の総磁束密度は小さくなる。そ
こで金属下地膜の膜厚は、30Å以上、500Å以下が
望ましい。
し金属下地膜2は非磁性であるため、金属下地膜の膜厚
を厚くすると、磁性膜3の総磁束密度は小さくなる。そ
こで金属下地膜の膜厚は、30Å以上、500Å以下が
望ましい。
ここで金属下地膜は、その上に形成する磁性膜の非晶質
化を、促進する。すなわち、非晶膜形成時に、金属下地
膜を構成する金属原子が非晶質膜中を拡散し合金化して
、基板との界面近傍に、結晶化温度の高い層を形成する
。この新しく形成された層が、非晶質膜の結晶化を抑制
しているものと思われる。したがって、金属下地膜とし
ては、Co金属を非晶質化し、結晶化温度の比較的高い
合金を形成できるような元素が望ましい。以上のことか
ら、Co系非晶質合金の場合は、金属下地膜を設けるこ
とで、非晶質領域が高Co濃度側まで拡がり、非晶質状
態で得られる最大の飽和磁束密度が増大する。また、こ
の飽和磁束密度の高い非晶質残性膜を磁気コアに用いた
磁気ヘッドは。
化を、促進する。すなわち、非晶膜形成時に、金属下地
膜を構成する金属原子が非晶質膜中を拡散し合金化して
、基板との界面近傍に、結晶化温度の高い層を形成する
。この新しく形成された層が、非晶質膜の結晶化を抑制
しているものと思われる。したがって、金属下地膜とし
ては、Co金属を非晶質化し、結晶化温度の比較的高い
合金を形成できるような元素が望ましい。以上のことか
ら、Co系非晶質合金の場合は、金属下地膜を設けるこ
とで、非晶質領域が高Co濃度側まで拡がり、非晶質状
態で得られる最大の飽和磁束密度が増大する。また、こ
の飽和磁束密度の高い非晶質残性膜を磁気コアに用いた
磁気ヘッドは。
磁気コア先端に大きな磁場を発生できるため、記録特性
が優れている。
が優れている。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例1
第2図に、金属下地膜を設けずに厚さ1μmのCo −
T a −Z r系合金膜を形成した場合の特性図を示
す。Co−Ta−Zr系合金膜は高周波2極スパツタ装
置によって37059 (米国コーニング社商品名)ガ
ラス基板上に作製した。Co−T a −Z r系合金
膜が非晶質状態であるか否かは、X線回折パターン、比
抵抗、保磁力で確認した。
T a −Z r系合金膜を形成した場合の特性図を示
す。Co−Ta−Zr系合金膜は高周波2極スパツタ装
置によって37059 (米国コーニング社商品名)ガ
ラス基板上に作製した。Co−T a −Z r系合金
膜が非晶質状態であるか否かは、X線回折パターン、比
抵抗、保磁力で確認した。
すなわち、X線回折パターンにピークがです、比抵抗が
0.3μΩm以上、保磁力が10e 以下の時、そのC
o T a Z r系合金膜は非晶質状態であるとした
。非晶質領域は、G o −T a系でCo組成が85
at%まで、Co−Zr系でCo組成が94 a、t%
までと、Zr組成が増えるにしたがって高Co濃度側に
拡っている。磁歪はほぼTaとZrの組成の比で決まっ
ており、Ta : Zr==5:3の時にOとなってい
る。飽和磁束密度Bsは、Co組成によって決まってお
り、Co組成が大きい程高い飽和磁束密度Bsが得られ
る。ヘッド材料として望ましい磁歪がOでは、非晶質状
態で得られる最大の飽和磁束密度Bsは1.47である
。
0.3μΩm以上、保磁力が10e 以下の時、そのC
o T a Z r系合金膜は非晶質状態であるとした
。非晶質領域は、G o −T a系でCo組成が85
at%まで、Co−Zr系でCo組成が94 a、t%
までと、Zr組成が増えるにしたがって高Co濃度側に
拡っている。磁歪はほぼTaとZrの組成の比で決まっ
ており、Ta : Zr==5:3の時にOとなってい
る。飽和磁束密度Bsは、Co組成によって決まってお
り、Co組成が大きい程高い飽和磁束密度Bsが得られ
る。ヘッド材料として望ましい磁歪がOでは、非晶質状
態で得られる最大の飽和磁束密度Bsは1.47である
。
第3図には、Zrの金属下地膜を膜厚30人形成した後
、G o −T a −Z r系合金膜を膜厚1μm形
成した時の特性図を示す。磁歪、飽和磁束密度Bsの組
成依存性は、金属下地膜を設けていない場合と変わらな
いが、非晶質領域は高Co濃度側まで拡がり、磁歪がO
で非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度Bsは、1
.6Tとなった。
、G o −T a −Z r系合金膜を膜厚1μm形
成した時の特性図を示す。磁歪、飽和磁束密度Bsの組
成依存性は、金属下地膜を設けていない場合と変わらな
いが、非晶質領域は高Co濃度側まで拡がり、磁歪がO
で非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度Bsは、1
.6Tとなった。
これは、金属下地膜を設けていない場合よりも0.2T
大きくなっている。また、同一組成で結晶化温度を比較
した場合、金属下地膜を設けた時の方が20℃高くなり
、熱安定性に優れていた。
大きくなっている。また、同一組成で結晶化温度を比較
した場合、金属下地膜を設けた時の方が20℃高くなり
、熱安定性に優れていた。
第4図に、磁歪が0のG o −T a −Z r系合
金膜において非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度
(以下最大飽和磁束密度と称す)と、金属下地膜の膜厚
との関係を示している。金属下地膜はZrである最大飽
和磁束密度は、金属下地膜の膜厚が厚くなると大きくな
るが、膜厚が30Å以上では飽和する。
金膜において非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度
(以下最大飽和磁束密度と称す)と、金属下地膜の膜厚
との関係を示している。金属下地膜はZrである最大飽
和磁束密度は、金属下地膜の膜厚が厚くなると大きくな
るが、膜厚が30Å以上では飽和する。
実施例2
第1表に、金属下地膜とCo系合金膜の組み合せを種々
変えた場合に、Co系合金膜の磁歪が零の時、非晶質状
態で得られる最大の飽和磁束密度と、金属下地膜を設け
ることによる結晶化温度の増加分を示している。いずれ
の膜も高周波2極スパツタ装置によって37059 (
米国コーニング社商品名)ガラス基板上に作成した。金
属下地膜の膜厚は30人、Co系合金膜の膜厚は1μm
とした。いずれの組み合せでも、金属下地膜を設けるこ
とによって、非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度
は増加し、結晶化温度も高くなり熱安定性が増している
。また、金属下地膜がCo系合金膜のCo以外の添加元
素の少くとも1つと一致する方が、金属下地膜を設ける
ことによる飽和磁束密度、結晶化温度の増加分が大きい
。なかでも、Zrの金属下地膜の時に、最も効果が大き
い。
変えた場合に、Co系合金膜の磁歪が零の時、非晶質状
態で得られる最大の飽和磁束密度と、金属下地膜を設け
ることによる結晶化温度の増加分を示している。いずれ
の膜も高周波2極スパツタ装置によって37059 (
米国コーニング社商品名)ガラス基板上に作成した。金
属下地膜の膜厚は30人、Co系合金膜の膜厚は1μm
とした。いずれの組み合せでも、金属下地膜を設けるこ
とによって、非晶質状態で得られる最大の飽和磁束密度
は増加し、結晶化温度も高くなり熱安定性が増している
。また、金属下地膜がCo系合金膜のCo以外の添加元
素の少くとも1つと一致する方が、金属下地膜を設ける
ことによる飽和磁束密度、結晶化温度の増加分が大きい
。なかでも、Zrの金属下地膜の時に、最も効果が大き
い。
第1表
実施例3
次に、金属下地膜として膜厚が30人のZrを用い、C
o系合金磁性膜として飽和磁束密度Bs=1.5T の
Cox2Ta5Zrs合金膜を用いた非晶質残性膜を磁
極とする第5図に示す如き断面構造を有する薄膜磁気ヘ
ッドを薄膜形成加工技術によって作製した。この薄膜ヘ
ッドは、Af1205゜T i C,A Q208ある
いはZrO2などからなる非磁性基板11、金属下地膜
を設けた非晶質残性膜ノ下部磁極12、A Q xo8
+ S i C2などからなるギャップ層14、Cu、
AΩなどからなる導体コイル16、ポリイミド系樹脂、
5iOzなどからなる絶縁層15、金属下地膜を設けた
非晶質残性膜からなる上部磁極13によって構成されて
いる。
o系合金磁性膜として飽和磁束密度Bs=1.5T の
Cox2Ta5Zrs合金膜を用いた非晶質残性膜を磁
極とする第5図に示す如き断面構造を有する薄膜磁気ヘ
ッドを薄膜形成加工技術によって作製した。この薄膜ヘ
ッドは、Af1205゜T i C,A Q208ある
いはZrO2などからなる非磁性基板11、金属下地膜
を設けた非晶質残性膜ノ下部磁極12、A Q xo8
+ S i C2などからなるギャップ層14、Cu、
AΩなどからなる導体コイル16、ポリイミド系樹脂、
5iOzなどからなる絶縁層15、金属下地膜を設けた
非晶質残性膜からなる上部磁極13によって構成されて
いる。
この第5図に示す構造の薄膜磁気ヘッドと、金属下地膜
のない磁極をもつ薄膜磁気ヘッドとを作製して、再生出
力を比べたところ、金属下地膜の有る本発明の薄膜磁気
ヘッドの再生出方は、金属下地膜が無い場合に比べて、
約10倍大きがった。
のない磁極をもつ薄膜磁気ヘッドとを作製して、再生出
力を比べたところ、金属下地膜の有る本発明の薄膜磁気
ヘッドの再生出方は、金属下地膜が無い場合に比べて、
約10倍大きがった。
このことは、Co −T a −Z r系合金膜の飽和
磁束密度が1゜5Tの場合、金属下地膜が有る膜では、
非晶質状態で軟磁気特性が優れているのに対し、金属下
地膜が無い膜では、結晶質状態で軟磁気特性が極めて悪
いためである。
磁束密度が1゜5Tの場合、金属下地膜が有る膜では、
非晶質状態で軟磁気特性が優れているのに対し、金属下
地膜が無い膜では、結晶質状態で軟磁気特性が極めて悪
いためである。
本発明によれば、高い飽和磁束密度を有し、結晶化温度
が高く熱安定性にすぐれ、磁歪定数がほぼ零の非晶質合
金膜が得られ、それを用いることで、高飽和磁束密度で
軟磁気特性の優れた磁極をもつ磁気ヘッドが得られる。
が高く熱安定性にすぐれ、磁歪定数がほぼ零の非晶質合
金膜が得られ、それを用いることで、高飽和磁束密度で
軟磁気特性の優れた磁極をもつ磁気ヘッドが得られる。
第1図は本発明の金属下地膜を設けた非晶質残性膜の断
面図、第2図は、金属下地膜を設けない場合のG o
−T a −Z r合金膜の特性図、第3図は、金属下
地膜を設けた場合のCo −T a −Z r合金膜の
特性図、第4図は、Co −T a −Z r系合金膜
において、金属下地膜の膜厚と、非晶状態で得られる最
大の飽和磁束密度との関係を示す図、第5図は、本発明
の金属下地膜を設けた非晶質残性膜を磁極に用いた薄膜
磁気ヘッドを示す断面図である。
面図、第2図は、金属下地膜を設けない場合のG o
−T a −Z r合金膜の特性図、第3図は、金属下
地膜を設けた場合のCo −T a −Z r合金膜の
特性図、第4図は、Co −T a −Z r系合金膜
において、金属下地膜の膜厚と、非晶状態で得られる最
大の飽和磁束密度との関係を示す図、第5図は、本発明
の金属下地膜を設けた非晶質残性膜を磁極に用いた薄膜
磁気ヘッドを示す断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Coを主成分とするCo系非晶質合金膜において、
基板との間に金属下地膜を設けることを特徴とする非晶
質磁性膜。 2、前記金属下地膜がZr、Ta、W、Nb、Mo単金
属、または二種以上の合金からなることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の非晶質磁性膜。 3、前記金属下地膜が、その上に形成する前記Co系非
晶質合金膜のCoを除く添加元素の少くとも1種からな
る金属または2種以上の合金からなることを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第2項記載の非晶質磁性膜
。 4、前記金属下地膜が、Zrであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第3項記載の非晶質磁性膜。 5、前記金属下地膜の膜厚が30Å以上500Å以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4
項記載の非晶質磁性膜。 6、Coを主成分とするCo系非晶質合金膜において、
基板との間に金属下地膜を設けた非晶質残性膜を磁極と
して有することを特徴とする磁気ヘッド。 7、前記金属下地膜がZr、Ta、W、Nb、Moの単
金属、または二種以上の合金からなることを特徴とする
特許請求の範囲第6項記載の磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26372186A JPS63119210A (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | 非晶質磁性膜および磁気ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26372186A JPS63119210A (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | 非晶質磁性膜および磁気ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63119210A true JPS63119210A (ja) | 1988-05-23 |
Family
ID=17393385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26372186A Pending JPS63119210A (ja) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | 非晶質磁性膜および磁気ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63119210A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03203308A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-05 | Nec Home Electron Ltd | 磁性薄膜積層体 |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP26372186A patent/JPS63119210A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03203308A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-05 | Nec Home Electron Ltd | 磁性薄膜積層体 |
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